3 de jul de 2012

Estrela Gigante Vermelha Inflando Uma Gigantesca Bolha de Gás

Uma estrela brilhante é circundada por uma tênue concha de gás nessa incomum imagem feita pelo Telescópio Espacial Hubble das Agências Espaciais NASA e ESA. A estrela U Camelopardalis, ou simplesmente U Cam para simplificar, é uma estrela que está perto do fim da sua vida. À medida que seu combustível começa a acabar, ela se torna instável. A cada poucos milhares de anos, ela expele uma concha esférica de gás enquanto que uma camada de hélio ao redor de seu núcleo começa a fundir. O gás ejetado na última erupção da estrela é claramente visível nessa imagem como uma apagada bolha de gás ao redor da estrela.  

A U Cam é um exemplo de uma estrela de carbono. Esse é um tipo bem raro de estrela que tem como característica ter uma atmosfera  que contém mais carbono do que oxigênio. Devido à sua baixa gravidade superficial, normalmente metade da massa total de uma estrela de carbono pode ser perdida por meio de poderosos ventos estelares.Localizada na constelação de Camelopardalis, A Girafa, perto do Polo Celeste Norte, a U Cam por si só é na verdade muito menor do que aparece nessa imagem do Hubble. De fato, a estrela cabe perfeitamente dentro de um único pixel no centro da imagem. Seu brilho, contudo, é suficiente para oprimir a capacidade da Advanced Camera for Surveys do Hubble a fazer a estrela parecer bem maior do que ela realmente é.A concha de gás, que é tanto muito maior e muito mais apagada do que a sua estrela mãe, é visível com detalhes impressionantes nessa bela imagem do Hubble. Embora esse fenômeno que ocorre no final da vida de uma estrela seja irregular e instável, a concha de gás expelida pela U Cam é quase que é uma esfera perfeita.Para conseguir esse grau de detalhes, a imagem acima foi produzida com o canal de alta resolução da Advanced Camera for Surveys do Hubble.

Previsão de explosão de supernovas maciças

Por que é que algumas estrelas velhas de grande massa longe da Via Láctea não explodem em um fenômeno supernova? 
Por intermédio do recém-lançado NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) será possível efetuar uma varredura do entulho de supernovas após a explosão captando raios X de alta energia. A distribuição do material em um remanescente de supernova informa muito a respeito da explosão original. Um elemento de interesse particular é de titânio-44. A criação deste isótopo de titânio através da fusão nuclear requer uma certa combinação de energia, pressão, e matérias-primas. Dentro da estrela em colapso, onde a combinação ocorre a uma profundidade que é muito especial. Tudo abaixo sucumbe à gravidade e colapsa para formar um buraco negro. Tudo acima será soprado para fora na explosão. O Titanium-44 é criado nesta ejeção. O NuSTAR irá mapear a distribuição de titânio-44 em remanescentes de supernovas, em busca de evidências de assimetrias.

Assim, o padrão de como o titânio-44 está espalhado ao longo de um remanescente de supernova pode revelar muito sobre o que aconteceu naquele limiar crucial durante a explosão. E com essa informação, os cientistas podem ser capazes de descobrir o que há de errado em simulações por computador.Alguns pesquisadores acreditam que os modelos computacionais são muito simétricos. Até recentemente, mesmo com poderosos supercomputadores, apenas foi possível simular um pedaço unidimensional de uma estrela, assumindo que o resto da estrela se comporta de forma semelhante, fazendo com que a implosão simulada é a mesma em todas as direções radiais. 

Em um colapso assimétrico, as forças externas podem romper em alguns lugares, mesmo que a queda da gravidade é avassaladora em outros. Na verdade, simulações bidimensionais recentes sugerem que as assimetrias poderiam ajudar a resolver o mistério da supernova não explodir. Se o NuSTAR encontrar titânio-44 espalhado de maneira desigual, isso seria uma evidência de que as explosões foram também assimétricas.Para detectar titânio-44, o NuSTAR precisa de ser capaz de concentrar a energia muito elevada dos raios X. O Titanium-44 é radioativo, e quando ele decai libera fótons com uma energia de 68 keV (mil elétron-volts). Existente telescópios de raios X espaciais, tais como o Chandra da NASA que pode focar os raios X somente até cerca de 15 keV.

A equipe do NuSTAR passou anos aperfeiçoando técnicas de fabricação delicadas necessárias para fazer a óptica de alta precisão de raios X para operarem com energias tão elevadas em torno de 79 keV. A imagem acima é um modelo de supercomputador do núcleo colapsando de uma supernova. Observações NUSTAR de remanescentes de supernovas reais fornecerá dados vitais para esses modelos.
Fonte: http://www.cfa.harvard.edu

Partícula de Deus encontrada? Cientistas podem anunciar descoberta do bóson de Higgs esta quarta

O CERN (Laboratório Europeu para Física de Partículas), que abriga o famoso Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider – LHC), acelerador de partículas que fica na Suíça, convidou cinco grandes físicos teóricos – incluindo Peter Higgs, da Universidade de Edimburgo (Escócia), professor de física que deu nome a partícula de Deus – para uma conferência na próxima quarta-feira (4 de julho). Isso gerou especulações de que o bóson de Higgs finalmente foi encontrado. Parece coisa certa que os cientistas de duas missões independentes – CMS e ATLAS – desenhadas para provar a existência da partícula vão anunciar que ela foi finalmente “descoberta”.
 

O bóson de Higgs

A partícula de Deus foi proposta pela primeira vez por Peter Higgs em 1964, 48 anos atrás.O bóson de Higgs, como foi nomeado, é tido como a chave para entender todo o universo. Isso porque ela é, supostamente, a partícula que dá a todas as outras sua massa – por exemplo, aos átomos, que formam toda a matéria do mundo, inclusive nós.Isso funciona da seguinte maneira: conforme as partículas viajam através do bóson de Higgs, elas adquirem massa, assim como nadadores atravessando uma piscina ficam molhados. Se não fosse assim, ou seja, sem essa massa, estas partículas viajariam pelo cosmos à velocidade da luz, incapazes de se unir para formar átomos.O que está jogo na descoberta do bóson de Higgs, portanto, é nada mais, nada menos que todo o Modelo Padrão da Física, a teoria mais bem aceita de que como surgiu a matéria no universo.Se o bóson não existir, os cientistas terão que repensar tudo que conhecem do universo, para explicar de outra forma – talvez com teorias menos aceitas da física – como a matéria ganha sua massa.
 

O caminho até aqui

Depois de quase meio século, em dezembro do ano passado, os cientistas das duas experiências separadas do LHC mencionadas acima (CMS e ATLAS) informaram que tiveram resultados parecidos, nos quais encontraram “picos” em seus dados em aproximadamente a mesma massa: 124 a 125 giga elétron-volts (GeV).Os dados poderiam ser devidos a uma flutuação, mas também poderiam significar algo. Porém, essa significância estatística não era suficiente para concluir nada: poderia ser tanto a presença do bóson quanto uma falha.A descoberta não estava muito acima do nível de certeza “dois sigma”. O nível “cinco sigma” é necessário para reivindicar uma descoberta, porque significa que há menos de uma chance em um milhão dos dados serem um acaso estatístico.

Mas, por terem diminuído a gama de energias em que o Higgs poderia ser detectado – abaixo de 124 GeV -, os cientistas informaram que deveriam ser capazes de anunciar sua descoberta em no máximo um ano. Nós agora temos mais do dobro dos dados que tínhamos no ano passado”, disse o diretor de Pesquisa e Informática do CERN, Sergio Bertolucci, em um comunicado. “Isso deve ser suficiente para ver se as tendências que vimos nos dados de 2011 ainda estão lá, ou se elas foram embora. É um momento muito emocionante”.

Ao mesmo tempo dessa declaração, o laboratório deixou bastante claro que ainda não sabe se o bóson de Higgs foi descoberto. Eles pediram para o público não acreditar nos rumores, insistindo que seus físicos ainda estão estudando os dados.“Se e quando uma nova partícula for descoberta, ATLAS e CMS vão precisar de tempo para verificar se é o muito procurado bóson de Higgs, o ingrediente que faltava do Modelo Padrão da física de partículas, ou se é uma forma mais exótica do bóson que poderia abrir a porta para uma nova física”, disse o diretor-geral do CERN, Rolf Heuer.As apostas de diversos especialistas, no entanto, é de que, com os novos dados, os cientistas do LHC anunciem um reforço dos resultados a um nível de “quatro sigma” – um estágio abaixo do nível necessário para reivindicar uma descoberta – e isso será, com certeza, um grande passo para não negar que o bóson existe.

“Nós olhamos os dados deste ano sozinhos, e agora temos que combiná-los estatisticamente com o que encontramos no ano passado para formar um novo conjunto de dados. Se o sinal tiver crescido em ambos os experimentos a um nível de certeza significativo, então, seria um forte indicador [de que a partícula existe]”, disse Claire Pastor-Themistocleous, chefe da equipe do detector CMS, no Reino Unido.
Que quarta-feira chegue logo, porque tudo indica que vai abrir uma nova era de discussões na física.
Fonte:hypescience.com

O mistério da ausência de oxigênio molecular

A procura por oxigênio molecular interestelar (O2), têm uma longa história, e a motivação para essas pesquisas evoluiu. Antes do final de 1990, os esforços para detectar O2 foram impulsionados por um desejo de confirmar o seu papel previsto como um importante reservatório de oxigênio elementar dentro de densas nuvens moleculares e como o refrigerante de gás mais importante de nuvens típicas após o monóxido de carbono (CO). Mas o O2 nunca foi encontrado. A satélite SWAS (Submillimeter Wave Astronomy Satellite), em 1998, e o satélite Odin, em 2001, ambos não conseguiram detectar O2 num grande número de fontes níveis com uma pequena percentagem das abundâncias previstas por modelos químicos em equilíbrio na fase gasosa.

A conclusão forçou uma mudança na ênfase das buscas. Hoje, o interesse no O2 já não reside no fato de ser um importante reservatório de oxigênio elementar ou em seu poder de arrefecimento. Em vez disso, as pesquisas tornaram-se um meio importante para testar a nossa compreensão atual da química interestelar e os diversos processos de formação, destruição, e esgotamento de O2 e do equilíbrio entre eles. Os astrônomos Gary Melnick e Sinos Volker do CfA (Harvard Center for Astrophysics0 lideraram uma equipe de dezenove astrônomos usando o observatório espacial Herschel, no estudo da presença de oxigênio molecular na nebulosa de Órion, um local bem conhecido por sua rica química. Os instrumentos do Herschel possuem tanto  sensibilidade elevada como a cobertura de comprimento de onda amplo necessário para pesquisar a molécula em várias das suas linhas de emissão.
  
Os cientistas relatam que ainda não encontraram a molécula de O2.As conclusões preliminares aborda quatro questões: a forma de como o oxigênio se agarra ao gelo no meio interestelar (talvez mais forte do que se suspeitava anteriormente), a quantidade de material total na região de Órion (menos do que havia sido pensado), a maneira como o O2 se junta (aglomerados mais pequenos), bem como a localização destas moléculas nas nuvens (enterrado mais profundo do que as estimativas anteriores).

A imagem no topo  mostra o gás brilhante da nebulosa circundante às estrelas quentes e jovens à beira de uma nuvem molecular interestelar imensa com cerca de 1.500 anos-luz de distância. Simultaneamente, são visíveis as estrelas brilhantes do Trapézio no coração de Órion, as faixas amplas de poeira escura que atravessam o centro, o gás hidrogênio vermelho brilhante, e o pó azul colorido que reflete a luz de estrelas recém-nascidas. A complexa nebulosa de Órion inclui a nebulosa Horsehead, que lentamente se dispersará durante os próximos 100.000 anos.
Fonte: http://iopscience.iop.org  

Astrônomos descobrem pulsar mais rápido já encontrado

Objeto compacto e denso é formado durante a explosão de uma estrela. Corpo celeste estudado atinge até 10,5 milhões de quilômetros por hora.
 Uma equipe de astrônomos que utilizou três telescópios diferentes – dois posicionados no espaço e um na Terra – descobriu o que pode ser o pulsar mais rápido já detectado. Um pulsar é uma estrela de nêutrons, um objeto compacto e muito denso, formado durante a explosão de uma estrela – fenômeno conhecido como “supernova”. Esses corpos celestes são expulsos pela explosão da supernova e têm grande velocidade de rotação. O IGR J11014, pulsar estudado por esta pesquisa, publicada pela revista científica “The Astrophysical Journal Letters”, atinge uma velocidade estimada entre 8,7 milhões e 10,5 milhões de quilômetros por hora. Ele está localizado a cerca de 30 mil anos-luz da Terra. Os astrônomos chegaram a essa conclusão observando a radiação emitida pela estrela. Para isso, foram usados os telescópios Chandra, da Nasa, XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia – ambos ficam na órbita da Terra – e o Parkes, localizado na Austrália.
Fonte:G1
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